Режим підземних вод

Пiд режимом пiдземних вод розумiють короткочаснi, сезоннi, багаторiчнi та вiковi змiни рiвнiв i напору, витрат, хiмiчного i газового складу, температури та iнших якiсних i кiлькiсних показникiв параметрiв пiдземних вод. У вiдповiдностi з цим говорять про рiвневий, температурний, сольовий режими тощо. Основними факторами, якi зумовлюють режим пiдземних вод, є: геологiчна будова, яка визначає літологічний склад водоносного горизонту, умови його залягання, живлення i дренажу; геоморфологiчні особливості, а також клiмат; бiосферний та антропогенний вплив.

Всi перерахованi фактори дiють повсюди, але роль кожного з них на рiзних територiях є неоднаковою. Наприклад, вплив клiмату на режим пiдземних вод у спекотних пустелях виражається в переважанні випаровування над iншими клiматичними елементами. У полярних регіонах вирiшального значення набувають низька температура i велика вологiсть повiтря, якi суттєво знижують випаровування. Природний режим пiдземних вод часто не вiдповiдає потребам господарської дiяльностi людини, що викликає необхiднiсть змiни його в той чи iнший бiк. У зонi надлишкового зволоження головнi зусилля людини направленi на зниження рiвня ґрунтових вод. У зонi недостатнього зволоження, де в землеробствi застосовується зрошення, зусилля з регулювання пiдземних вод направленi на утримання рiвня ґрунтових вод на певнiй глибинi вiд поверхнi.

На початку ХХІ ст. рiзнi галузi господарства зацiкавленi в регулюваннi режиму пiдземних вод. Тому при Мiнiстерствi геологiї України створена мережа гiдрогеологiчних режимних станцiй. Тут, у спецiальних свердловинах, ведуться спостереження за рiвнями пiдземних вод, вивчаються їхні хімічні та інші параметри. Режим пiдземних вод залежить вiд впливу природних та господарських факторiв. До природних належать клiматичнi (температура, кількість опадiв, об'єми випаровування тощо), гiдрологiчнi (коливання рівнів рiчок, озер та болiт, морськi припливи та вiдпливи), бiологiчнi (транспiрацiя), геологiчнi (сучасні сейсмiчнi явища) та інші фактори. Господарськi фактори проявляються у штучному зрошеннi i осушеннi земель, видобуванні пiдземних вод, будiвництвi водосховищ, штучному поповненнi запасiв пiдземних вод, підземному захороненні промислових стоків, впливі шахтних вод тощо.

Режими пiдземних вод, якi визначаються лише природними факторами, називаються природними, а режими, якi обумовленi одночасно природними та господарськими факторами, називають порушеними.

За часом виявлення змiн рiвня та iнших елементiв режиму пiдземних вод розрiзняють короткочасний, добовий, сезонний, рiчний, багаторiч¬ний та вiковий режими.

Природні режими пiдземних (в основному ґрунтових) вод залежно вiд дiючих факторiв дещо умовно подiляють на клiматичний, гiдрологiчний та комплексний.

Пiд впливом клiматичних факторiв змiнюється спiввiдношення мiж живленням i витратою пiдземних вод. Якщо переважає живлення, то вiдбувається пiдняття рiвня ґрунтових вод, а якщо переважає витрата — вiдбувається зниження рiвня. Ґрунтовим водам, якi характеризуються клiматичним типом режиму, властиве живлення за рахунок атмосферних опадiв. Оскiльки iнфiльтрацiйне живлення залежить не лише вiд кiлькостi атмосферних опадiв i розподiлу їх за сезонами року, але i вiд випаровування, масштабів та теплового режиму зони аерацiї, то характер коливання рiвня ґрунтових вод може бути рiзним. Чим меншою є глибина залягання ґрунтових вод i вищою водопроникнiсть зони аерацiї, тим бiльше атмосферних опадiв досягає водоносного горизонту, тим швидше вiдбувається пiдйом рівня ґрунтових вод. Клiматичний режим властивий ґрунтовим водам вододiльних просто¬рiв, широких алювiальних рiвнин, гiрських масивiв. Характерним для нього є зв'язок багаторiчних коливань рiвня зі змiною клiматичних факторiв.

Гiдрологiчний режим зумовлений впливом поверхневих водойм i водотокiв. Вплив рiчок на режим ґрунтових вод має різний характер. За наявностi гiдравлiчного зв'язку мiж ними з пiдйомом води в рiчцi рiвень вод пiдвищується i навпаки. Ширина зони впливу рiчок на режим ґрунтових вод залежить вiд величини витрат води в рiчцi та висоти і тривалостi рівня повені, амплiтуди змiн її рiвнiв, вiд геологiчної будови берегiв i параметрiв водоносних горизонтiв. Вплив інших водойм на режим гiдравлiчно пов'язаних із ними ґрунтових вод аналогiчний до впливу рiчок.

Морськi припливи та вiдпливи спричиняють у приморських районах помiтнi коливання рiвнiв підземних вод, що простежуються вглиб суші до 10–15 км від лінії моря.

Режим пiдземного притоку характерний для тих територiй, де на пiдземні води впливають припливи з областi живлення. Цей режим є типовим для периферiї конусiв виносу та передгiрських шлейфiв, де ґрунтовi та напiрнi води майже синхронно (з деяким запiзненням) повторюють коливання витрат рiчок.

За неглибокого залягання ґрунтових вод, окрiм гiдрологiчних процесів i пiдземного притоку, на їх режим впливають клiматичнi та бiологiчнi умови. За одночасного впливу усiх цих факторiв приблизно рiвною мiрою формується комплексний режим ґрунтових вод із досить рiзноманiтними формами коливання рiвня.

Порушені режими пiдземних вод мають мiсце під час будiвництва водосховищ, на зрошуваних та осушуваних площах, у районах водозабiрних свердловин, на площах штучного поповнення пiдземних вод, в районах вугільних шахт, промислових кар'єрів, на забудованих площах тощо. Режими рiзних за умовами залягання пiдземних вод дуже вiдрiзняються один вiд одного.

Верховодка знаходиться в зонi аерацiї найближче до поверхнi i значною мiрою залежить вiд загальноклiматичних умов. Тому режим верховодки характеризується швидкими змiнами i розглядати його потрiбно не лише у зв'язку з геологiчною будовою, а разом зі складом ґрунтів, рослиннicтю, метеорологiчними умовами, особливостями рельєфу тощо.

Режим ґрунтових вод обумовлюється різними факторами. Коливання температури ґрунтових вод можуть бути значними, що залежить від глибини залягання дзеркала ґрунтових вод. За неглибокого залягання ґрунтовi води зазнають добових коливань температури, а за глибокого — основний вплив мають сезонні коливання температури.

Дослідження режиму коливань температури води дає можливiсть виявити генезис ґрунтових вод. Так, живлення ґрунтових вод вiд поверхневих водойм веде до того, що коливання температури поверхневих i ґрунтових вод є синхронними. Якщо ж у лiтнiй перiод з пiдвищенням температури повiтря температура ґрунтових вод підвищується не суттєво, то це свiдчить про живлення їх також і за рахунок нижніх горизонтів.

Коливання рiвня ґрунтових вод iнодi можуть досягати протягом року декiлькох метрiв. Існують різні причин коливання їх рiвня. Насамперед на це впливають атмосферні опади, з якими, як правило, встановлюється тicний гідравлічний взаємозв'язок. Це може також бути і вплив атмосферного тиску: за пiдвищення його рiвень ґрунтових вод падає і навпаки. На коливання рiвня впливають i змiни температури, причому за пiдвищення температури повiтря за iнших рiвних умов рiвень води в колодязях зростає, а за пониження — падає, а також розтавання снiгу, морськi припливи та вiдпливи, зміни рівнів води у водоймах і штучних водозаборах.

Зміни хiмiчного складу ґрунтових вод у деяких випадках можуть бути досить значними і пов'язанi з забрудненням їх стічними водами різного походження.

Напірні або артезіанські води характеризуються вiдносно постiйним режимом. Пiд впливом клiматичних i гiдрологiчних факторiв п'єзометричний рiвень їх практично не змiнюється в часi. Значнi змiни п'єзометричних рiвнiв можуть бути зумовлені діяльністю водозаборів, вiдкачкою води під час видобування корисних копалин, скиданням пластових вод у гідрогеологічні структури тощо.

Цi води характеризуються вкрай непостiйним режимом — рiзке пiдвищення рiвня може змiнюватись таким же рiзким його падінням. В посуху джерела таких вод можуть зовсiм зникати. Режим трiщинних i карстових вод дуже залежить вiд клiматичних факторiв, трiщинуватостi та закарстованостi порiд.

• підземні води

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
• Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.